WO2025041216A1 - 気体圧縮機、及びその部品保守管理方法、並びに部品保守管理システム - Google Patents

気体圧縮機、及びその部品保守管理方法、並びに部品保守管理システム Download PDF

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maintenance
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gas compressor
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maintenance management
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直之 白石
岳廣 松坂
謙次 森田
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10—Other safety measures

Definitions

  • the present invention relates to a gas compressor, a parts maintenance management method, and a parts maintenance management system.
  • TBM Time Based Maintenance
  • CBM Condition Based Maintenance
  • TBM parts Maintenance for parts subject to TBM (hereafter referred to as “TBM parts”) is generally carried out at the same time, once every year to once every few years.
  • CBM parts maintenance for parts subject to CBM (hereafter referred to as “CBM parts”) is carried out depending on the condition of the parts, but from the perspective of maintenance costs, it is desirable to carry out maintenance at the same time as maintenance for TBM parts.
  • Patent Document 1 describes a technique for requesting maintenance of the part based on the arrival of a first maintenance interval that is not related to the actual utilization of the device, determining whether a second maintenance interval that is linked to the actual utilization of the device has been reached based on the arrival of the first maintenance interval, and temporarily prohibiting the maintenance request and extending the first maintenance interval if the second maintenance interval has not been reached.
  • the parts maintenance management system described in Patent Document 1 can appropriately extend the first maintenance interval by referring to a first maintenance interval that is set regardless of the actual device operation and a second maintenance interval that is set based on the actual device operation.
  • the CPU 201 is a central processing unit, and implements necessary functions by executing programs stored in the memory 302 (or storage device 303).
  • the memory 302 is a main storage device used by the CPU 201 when executing processes, and is composed of volatile storage elements such as RAM (Random Access Memory).
  • the storage device 303 is an auxiliary storage device for storing input data provided to the CPU 201 and output data output from the CPU 201, and is composed of non-volatile storage elements such as an HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive).
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a message displayed on the display unit 123 of the first embodiment.
  • the MSG 127 displays, for example, the part name "Intercooler”, the remaining operating time until maintenance "12000 hours", and a work instruction to the user to extend the maintenance period "Clean or improve the surrounding environment".
  • the work instruction to the user is preregistered in the control device 119 for each part.
  • the user can decide to postpone the maintenance one year after the base date and postpone it to two years after the base date. This will reduce the number of maintenances and cut maintenance costs.
  • the calculation processing and the display corresponding to the processing are executed by the control device 119 and the display unit 123.
  • the device it is also possible to configure the device to be communicatively connected to the network cloud 125 via the antenna 124, and to execute the calculation processing and instructions for the display content on the server 300 (FIG. 2) on the network cloud 125, and display the information on the display unit 123, or to display the information on the display unit of the server 300 (FIG. 2).
  • control device 119 transmits the second stage suction temperature T S2 detected by the temperature detector 122 to the server 300 via the antenna 124.
  • the CPU 201 performs calculations similar to those of the control device 119 described above, and displays the MSG 127 on the display unit 123.
  • the CPU 201 may also display the MSG 127 on the display unit of the server 300.
  • control device 119 estimates the maintenance timing of the intercooler 104 based on the second stage suction temperature T S2 detected by the temperature detector 122 and displays the remaining operating time until maintenance on the display unit 123, so that the maintenance timing of the CBM parts of the gas compressor can be estimated and managed.
  • An oil separation tank 204 that separates the gas-liquid mixture of compressed air and oil is provided on the discharge side of the compressor body 201, and an aftercooler 205 for cooling the compressed air is provided downstream of the oil separation tank 204.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the wear level F of a part and the period t in Example 2.
  • the part to be maintained in this example is the intake filter 202.
  • the suction filter 202 When the suction filter 202 is a TBM part, it usually requires maintenance once a year, but as a CBM part, it is possible to estimate the maintenance timing based on the wear level ⁇ F of the suction filter 202 over a period ⁇ t.
  • the wear level of the suction filter 202 depends mainly on the clogging of the suction filter.
  • the degree of wear ⁇ F of the suction filter 202 can be calculated from a decrease in the suction pressure P S , which is the pressure inside the suction filter 202, detected by the pressure detector 206.
  • the method of calculating the degree of wear ⁇ F of the suction filter 202 will be described below.
  • a method for estimating the maintenance timing of the suction filter 202 from the calculation results of the control device 207 will be described with reference to the graph in Figure 6.
  • the vertical axis of the graph indicates the wear level F
  • the horizontal axis indicates the period t
  • the solid line indicates ⁇ F/ ⁇ t.
  • the wear level at which the suction filter 202 requires maintenance is 1, and the wear level at which the suction filter 202 is damaged is 1.2.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a message displayed on the display unit 208 of the second embodiment.
  • the MSG 211 displays, for example, the part name "suction filter", the remaining operation time until maintenance "4000 hours", and a work instruction to the user to extend the maintenance period "clean or improve the surrounding environment".
  • the work instruction to the user is registered in advance in the control device 207 for each part.
  • the user can determine that maintenance is necessary without waiting for the maintenance scheduled one year after the reference date. This allows maintenance to be performed at an appropriate time depending on the condition of the parts.
  • FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the wear rate F of a part and the period t in Example 2.
  • the reference date is six months after the date of installation of the oil-lubricated screw compressor 200, and six months have passed since the reference date.
  • the method of estimating the maintenance timing of the suction filter 202 from the calculation results of the control device 207 will be described with reference to the graph in Figure 8.
  • the vertical axis of the graph indicates the wear level F
  • the horizontal axis indicates the period t
  • the solid line indicates ⁇ F/ ⁇ t.
  • the wear level at which the suction filter 202 requires maintenance is 1, and the wear level at which the suction filter 202 is damaged is 1.2.
  • the relationship between the wear rate ⁇ F calculated by the control device 207 and the period ⁇ t is shown by a dotted line. From the dotted line in Figure 8, it is estimated that the wear rate F will reach 1 one year after the installation date.
  • the control device 207 calculates the remaining operating time until maintenance based on the graph in Figure 8, and displays a message on the display unit 208.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a message displayed on the display unit 208 of the second embodiment.
  • the MSG 212 displays, for example, the part name "suction filter", the remaining operation time until maintenance "8000 hours", and a work instruction to the user to extend the maintenance period "clean or improve the surrounding environment".
  • the work instruction to the user is registered in advance in the control device 207 for each part.
  • the user can determine that regular maintenance should be performed one year after the installation date. This reduces the number of maintenance sessions and cuts maintenance costs.
  • control device 207 transmits the suction pressure PS detected by the pressure detector 206 to the server 300 via the antenna 209.
  • the CPU 201 performs calculations similar to those of the control device 207 described above, and displays a MSG 211 on the display unit 208.
  • the CPU 201 may also display the MSG 211 on the display unit of the server 300.
  • the control device 207 also displays instructions to the user on the display unit 208 to extend the maintenance interval, so that the user can carry out the work, thereby reducing the number of maintenance operations and lowering maintenance costs.
  • FIG. 10 is a graph showing an example of the relationship between the wear level F of a part and the period t in Example 3.
  • the part to be maintained in this example is an electrolytic capacitor built into the control device 207.
  • the degree of wear ⁇ F of the electrolytic capacitor can be calculated from the time tE that electricity is passed through the electrolytic capacitor, which is recorded in the control device 207.
  • the method for calculating the degree of wear ⁇ F of the electrolytic capacitor is shown below.
  • the method of estimating the maintenance timing of the electrolytic capacitor from the calculation results of the control device 207 will be explained with reference to the graph in Figure 10.
  • the vertical axis of the graph indicates the degree of wear F
  • the horizontal axis indicates the period t
  • the solid line indicates ⁇ F/ ⁇ t.
  • the degree of wear at which the electrolytic capacitor requires maintenance is 1, and the degree of wear at which the electrolytic capacitor is damaged is 1.2.
  • the relationship between the wear rate ⁇ F calculated by the control device 207 and the period ⁇ t is shown by a dotted line. From the dotted line in Figure 10, it is estimated that the wear rate F will reach 1 after 9 years from the reference date.
  • the control device 207 calculates the remaining operating time until maintenance based on the graph in Figure 10, and displays a message on the display unit 208.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a message displayed on the display unit 208 of the third embodiment.
  • the MSG 213 displays, for example, the part name "electrolytic capacitor", the remaining operating time until maintenance "12000 hours", and a work instruction to the user to extend the maintenance period "Improve the surrounding environment".
  • the work instruction to the user is registered in advance in the control device 207 for each part.
  • the user can decide to postpone the maintenance eight years from the base date and postpone it to nine years later. This will reduce the number of maintenances and cut maintenance costs.
  • control device 207 estimates the maintenance timing of the electrolytic capacitor based on the current flow time tE of the electrolytic capacitor and displays the remaining operating time until maintenance on the display unit 208, so that the maintenance timing of the CBM parts of the gas compressor can be estimated and managed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modified examples.
  • the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
  • 100...oil-free screw compressor 101...low-pressure stage compressor main body, 102...high-pressure stage compressor main body, 103...filter, 103A...suction port, 104...intercooler, 105...air piping, 106...air piping, 107...check valve, 108...aftercooler, 109...air piping, 110...low-pressure stage air release piping, 111...low-pressure stage air release piping, 112...low-pressure stage two-way air release valve, 113...low-pressure stage two-way air release valve, 114...high-pressure stage air release piping, 115...high-pressure stage air release piping, 116...high-pressure stage two-way air release valve, 117...high-pressure stage two-way air release valve, 118...pressure detection 119...control device, 120...discharge air piping, 121...pressure detector, 122...temperature detector, 123...display unit, 124...antenna, 125...network cloud, 126...suction throttle valve, 127...

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Abstract

気体圧縮機のＣＢＭ部品のメンテナンス時期を推定し管理することができる技術を提供する。オイルフリースクリュー圧縮機１００は、インタークーラ１０４から吐出される空気の温度である２段吸込み温度ＴＳ２を計測する温度検出器１２２と、２段吸込み温度ＴＳ２に基づいてインタークーラ１０４のメンテナンス時期を推定する制御装置１１９と、表示部１２３と、を備え、制御装置１１９は、メンテナンスまでの残り運転時間を表示部１２３に表示する。

Description

気体圧縮機、及びその部品保守管理方法、並びに部品保守管理システム
　本発明は、気体圧縮機、及びその部品保守管理方法、並びに部品保守管理システムに関する。
　気体圧縮機の各部品のメンテナンスは、ＴＢＭ（Time Based Maintenance，時間基準整備）と呼ばれるあらかじめ設定された期間内に設備を保全する方式、またはＣＢＭ（Condition Based Maintenance，状態基準整備）と呼ばれる設備の状態の計測や監視を行い、異常の前触れを検知して保全する方式で行われるのが一般的である。
　ＴＢＭの対象となる部品（以下、「ＴＢＭ部品」という）のメンテナンスは、一般的に、１年から数年に１回、同時期に実施される。一方、ＣＢＭの対象となる部品（以下、「ＣＢＭ部品」という）のメンテナンスは、部品の状態に応じて実施されるが、メンテナンス費用の観点からＴＢＭ部品のメンテナンスと同時期に実施されることが望ましい。
　部品の保守時期を管理する技術として、特許文献１には、実際の装置の利用度に関連しない第１の保守インターバルに達したことに基いて、当該部品の保守を要求し、第１の保守インターバルに達したことに基いて、実際の装置の利用度に関連付けられた第２の保守インターバルに達したかを判断し、第２の保守インターバルに達していない場合には、保守要求を一時禁止し、第１の保守インターバルを延長することが記載されている。
特開２００１－３２６１５０号公報
　特許文献１に記載された部品保守管理システムでは、実際の装置動作に関係なく設定された第１の保守インターバルと実際の装置動作に基づいて設定された第２の保守インターバルとを参照して、第１の保守インターバルを適宜延長できる。
　しかしながら、特許文献１において、第２の保守インターバルに関連付けられた装置の動作は、部品に応じて、装置の実稼働時間、移動距離、稼働回数等であるとしているが、これらは各部品の状態を示すものではない。また、特許文献１では、部品の状態を把握し、部品の状態から推定できるＣＢＭ部品のメンテナンス時期を管理することについては開示されていない。
　そこで、本発明は、気体圧縮機のＣＢＭ部品のメンテナンス時期を推定し管理することができる技術を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、代表的な本発明の気体圧縮機は、空気を圧縮する気体圧縮機において、気体圧縮機の部品の状態を取得する取得部と、状態に基づいて部品のメンテナンス時期を推定する処理部と、表示部とを備え、処理部は、推定したメンテナンス時期を表示部に表示する気体圧縮機。
　本発明によれば、気体圧縮機のＣＢＭ部品のメンテナンス時期を推定し管理することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実態形態の説明により明らかにされる。
実施例１に係る圧縮機の構成の一例を示す図である。 実施例１のサーバのハードウェア構成の一例を示すブロック図の例である。 実施例１の部品の消耗度Ｆと期間ｔとの関係の一例を示すグラフである。 実施例１の表示部に表示されるメッセージの一例を示す図である。 実施例２に係る圧縮機の構成の一例を示す図である。 実施例２の部品の消耗度Ｆと期間tとの関係の一例を示すグラフである。 実施例２の表示部に表示されるメッセージの一例を示す図である。 実施例２の部品の消耗度Ｆと期間tとの関係の一例を示すグラフである。 実施例２の表示部に表示されるメッセージの一例を示す図である。 実施例３の部品の消耗度Ｆと期間tとの関係の一例を示すグラフである。 実施例３の表示部に表示されるメッセージの一例を示す図である。
　以下、実施例を図面を用いて説明する。
　図１は、実施例１に係る圧縮機の構成の一例を示す図である。
　本実施例のオイルフリースクリュー圧縮機１００は、低圧段圧縮機本体１０１と高圧段圧縮機本体１０２を有している。低圧段圧縮機本体１０１の吸込み流路には、周囲空気を濾過して低圧段圧縮機本体１０１に供給するためのフィルター１０３が取付けられており、このフィルター１０３の下流側には吸込み口１０３Ａが形成されており、この吸込み口１０３Ａの下流側には吸込み絞り弁１２６が形成されている。
　低圧段圧縮機本体１０１の吐出側と高圧段圧縮機本体１０２の吸込み側との間には、インタークーラ１０４が設けられており、このインタークーラ１０４は低圧段圧縮機本体１０１とは空気配管１０５で、高圧段圧縮機本体１０２とは空気配管１０６で配管接続されている。高圧段圧縮機本体１０２の下流には、逆止弁１０７を介してアフタークーラ１０８が空気配管１０９で配管接続されている。
　空気配管１０６の途中には、インタークーラ１０４から吐出される空気の温度を計測する温度検出器１２２と、インタークーラ１０４から吐出される空気の圧力を計測する圧力検出器１１８とが取付けられている。温度検出器１２２が検出した温度、及び圧力検出器１１８が検出した圧力は、制御装置１１９に入力される。
　低圧段圧縮機本体１０１とインタークーラ１０４を接続する空気配管１０５の途中から、低圧段放気配管１１０と低圧段放気配管１１１がそれぞれ分岐している。低圧段放気配管１１０には低圧段放気二方弁１１２、低圧段放気配管１１１には低圧段放気二方弁１１３がそれぞれ設けられている。
　同様に、高圧段圧縮機本体１０２とアフタークーラ１０８とを接続する空気配管１０９の途中であって逆止弁１０７の上流側から、高圧段放気配管１１４と高圧段放気配管１１５がそれぞれ分岐している。高圧段放気配管１１４には高圧段放気二方弁１１６、高圧段放気配管１１５には高圧段放気二方弁１１７がそれぞれ設けられている。
　アフタークーラ１０８で冷却された圧縮空気を利用側に供給するため、吐出空気配管１２０がアフタークーラ１０８の下流に設けられている。この吐出空気配管１２０の途中には、オイルフリースクリュー圧縮機１００から吐出される圧縮空気の圧力を計測する圧力検出器１２１が取付けられている。圧力検出器１２１が検出した圧力は、制御装置１１９に入力される。制御装置１１９に入力された入力値は制御装置１１９によって演算処理が行われ、処理に応じた内容とメンテナンスまでの残り運転時間などのメッセージが表示部１２３に表示される。
　なお、制御装置１１９は、アンテナ１２４を介してネットワーククラウド１２５と通信可能に接続されていても良い。本実施例では、演算処理や、処理に応じた表示は制御装置１１９及び表示部１２３で実行する例を説明するが、アンテナ１２４を介して、ネットワーククラウド１２５と通信可能に接続し、演算処理や表示内容の指示をネットワーククラウド１２５上のサーバ３００（図２）等で実行し、表示部１２３に表示させるように構成してもよく、サーバ３００（図２）の表示部に表示するようにしてもよい。通信手段は、図１では一例としてアンテナ１２４としたが、有線または無線の他の通信手段であっても良い。
　図２は、実施例１のサーバのハードウェア構成の一例を示すブロック図の例である。
　サーバ３００はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）２０１、メモリ３０２、記憶装置３０３、通信部３０４、入力部３０５、及び出力部３０６がバス３０７で相互に接続されて構成されるサーバもしくはコンピュータである。
　ＣＰＵ２０１は中央処理部であり、メモリ３０２（または記憶装置３０３）に保持しているプログラムを実行することで、必要な機能を実装する。メモリ３０２は、ＣＰＵ２０１が処理を実行する際に利用する主記憶装置であり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶素子で構成される。記憶装置３０３は、ＣＰＵ２０１に提供する入力データや、ＣＰＵ２０１から出力される出力データを保管するための補助記憶装置であり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性記憶素子で構成される。
　通信部３０４は、サーバ３００が外部装置との通信を行うために用いるインタフェースであり、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）等で構成される。通信部３０４はネットワーク（例えばインターネット）に接続され、ネットワークを介して外部装置との間で通信を行う。
　入力部３０５は、ユーザからの入力を受け付けるインタフェースであり、キーボード、タッチパネル、カードリーダ、または音声入力装置等で構成される。出力部３０６は、操作者に対してデータの出力を行うインタフェースであり、ディスプレイ、スピーカ、またはプリンタ等で構成される。バス３０７は、サーバ３００の内部通信路である。
　本実施例のオイルフリースクリュー圧縮機１００において、部品の状態を把握し、メンテナンス時期を推定する例を以下に説明する。
　図３は、実施例１の部品の消耗度Ｆと期間ｔとの関係の一例を示すグラフである。本実施例のメンテナンス対象部品は、インタークーラ１０４である。
　図３では、オイルフリースクリュー圧縮機１００の導入日を基準日とし、基準日から１年が経過したものとする。
　インタークーラ１０４は、ＴＢＭ部品とした場合通常１年毎のメンテナンスが必要な部品であるが、ＣＢＭ部品として期間Δｔにおけるインタークーラ１０４の消耗度ΔＦによりメンテナンス時期を推定することが可能である。インタークーラ１０４の消耗度は主にインタークーラ１０４内の冷却用フィンの消耗度に依存する。
　インタークーラ１０４の消耗度ΔＦは、温度検出器１２２で検出されるインタークーラ１０４から吐出される空気の温度である２段吸込み温度ＴＳ２の上昇から算出することができる。インタークーラ１０４の消耗度ΔＦの算出方法を以下に示す。
　温度検出器１２２から検出される２段吸込み温度ＴＳ２が基準日から現在までの１年間で１０℃から１５℃に変化したとすると、制御装置１１９は２段吸込み温度上昇値ΔＴＳ２＝１５－１０＝５と演算する。
　次に、メンテナンスが必要な２段吸込み温度上昇値ΔＴＳ２Ｃを２０Ｋ（＝２０ｄｅｇ）とすると、制御装置１１９は消耗度ΔＦ＝ΔＴＳ２／ΔＴＳ２Ｃ＝５／２０＝０．２５と演算する。メンテナンスが必要な２段吸込み温度上昇値ΔＴＳ２Ｃは、制御装置１１９に予め登録されている。基準日から１年経過したことから、制御装置１１９は期間Δｔ＝１と演算する。
　制御装置１１９の演算結果からインタークーラ１０４のメンテナンス時期を推定する方法を図３のグラフを基に説明する。グラフの縦軸は消耗度Ｆ、横軸は期間t、実線はΔＦ/Δtを示し、インタークーラ１０４のメンテナンスが必要な消耗度を１、インタークーラ１０４が破損に至る消耗度を１．２とする。
　図３に制御装置１１９が演算した消耗度ΔＦと期間Δtの関係を点線で示す。図３の点線から、消耗度Ｆが１に達するのは、基準日から２年後以降であることが推定される。制御装置１１９は、図３のグラフを基にメンテナンスまでの残り運転時間を算出し、表示部１２３にメッセージを表示する。
　図４は、実施例１の表示部１２３に表示されるメッセージの一例を示す図である。図４に示すように、ＭＳＧ１２７には、例えば、部品名「インタークーラ」、メンテナンスまでの残り運転時間「１２０００ｈ」、メンテナンス時期を延長するためのユーザへの作業指示「清掃、または周囲環境改善」などが表示される。ユーザへの作業指示は、部品毎に制御装置１１９に予め登録されている。
　ユーザは、ＭＳＧ１２７を確認することによって、基準日から１年後のメンテナンスを見送り、基準日から２年後にメンテナンス実施を延長可能と判断することができる。これにより、メンテナンス回数を削減し、メンテナンス費用を軽減することができる。
　なお、本実施例では、演算処理や、処理に応じた表示は制御装置１１９及び表示部１２３で実行する例を説明したが、アンテナ１２４を介して、ネットワーククラウド１２５と通信可能に接続し、演算処理や表示内容の指示をネットワーククラウド１２５上のサーバ３００（図２）等で実行し、表示部１２３に表示させるように構成してもよく、サーバ３００（図２）の表示部に表示するようにしてもよい。
　この場合、制御装置１１９は、温度検出器１２２から検出される２段吸込み温度ＴＳ２をアンテナ１２４を介してサーバ３００へ送信する。ＣＰＵ２０１は、上記の制御装置１１９と同様の演算を行い、ＭＳＧ１２７を表示部１２３に表示する。また、ＣＰＵ２０１は、サーバ３００の表示部にもＭＳＧ１２７を表示しても良い。
　本実施例によれば、制御装置１１９は、温度検出器１２２から検出される２段吸込み温度ＴＳ２に基づいてインタークーラ１０４のメンテナンス時期を推定し、メンテナンスまでの残り運転時間を表示部１２３に表示するので、気体圧縮機のＣＢＭ部品のメンテナンス時期を推定し管理することができる。
　図５は、実施例２に係る圧縮機の構成の一例を示す図である。
　本実施例の給油式スクリュー圧縮機２００は、圧縮機本体２０１を有している。圧縮機本体２０１の吸込み流路には、周囲空気を濾過して圧縮機本体２０１に供給するための吸込みフィルター２０２が取付けられており、この吸込みフィルター２０２の下流側には吸込み絞り弁２０３が形成されている。
　吸込みフィルター２０２には吸込みフィルター２０２内の圧力を計測する圧力検出器２０６が取付けられている。圧力検出器２０６が検出した圧力は、制御装置２０７に入力される。制御装置２０７に入力された入力値は制御装置２０７によって演算処理が行われ、処理に応じた内容とメンテナンスまでの残り運転時間などのメッセージが表示部２０８に表示される。
　なお、制御装置２０７は、アンテナ２０９を介してネットワーククラウド２１０と通信可能に接続されていても良い。本実施例では、演算処理や、処理に応じた表示は制御装置２０７及び表示部２０８で実行する例を説明するが、アンテナ２０９を介して、ネットワーククラウド２１０と通信可能に接続し、演算処理や表示内容の指示をネットワーククラウド２１０上のサーバ３００（図２）等で実行し、表示部２０８に表示させるように構成してもよく、サーバ３００（図２）の表示部に表示するようにしてもよい。通信手段は、図１では一例としてアンテナ２０９としたが、有線または無線の他の通信手段であっても良い。
　圧縮機本体２０１の吐出側には圧縮空気と油の気液混合気体を分離する油分離タンク２０４が設けられ、油分離タンク２０４の下流側には圧縮空気を冷却するためのアフタークーラ２０５が設けられている。
　制御装置２０７には、図示しないが電解コンデンサが組み込まれている。
　本実施例の給油式スクリュー圧縮機２００において、部品の状態を把握し、メンテナンス時期を推定する例を以下に説明する。
　図６は、実施例２の部品の消耗度Ｆと期間tとの関係の一例を示すグラフである。本実施例のメンテナンス対象部品は、吸込みフィルター２０２である。
　図６では、給油式スクリュー圧縮機２００の導入日を基準日とし、基準日から半年が経過したものとする。
　吸込みフィルター２０２は、ＴＢＭ部品とした場合通常１年毎のメンテナンスが必要な部品であるが、ＣＢＭ部品として期間Δｔにおける吸込みフィルター２０２の消耗度ΔＦによりメンテナンス時期を推定することが可能である。吸込みフィルター２０２の消耗度は主に吸込みフィルターの目詰まりに依存する。
　吸込みフィルター２０２の消耗度ΔＦは、圧力検出器２０６で検出される吸込みフィルター２０２内の圧力である吸入圧力ＰＳの低下から算出することができる。吸込みフィルター２０２の消耗度ΔＦの算出方法を以下に示す。
　圧力検出器２０６から検出される吸入圧力ＰＳが基準日から現在までの半年間で－１．５ｋＰａから－３．５ｋＰａに変化したとすると、制御装置２０７は吸入圧力低下値ΔＰＳ＝－３．５－（－１．５）＝－２と演算する。
　次に、メンテナンスが必要な吸入圧力低下値ΔＰＳＣを－４とすると、制御装置２０７は消耗度ΔＦ＝ΔＰＳ／ΔＰＳＣ＝－２／－４＝０．５と演算する。メンテナンスが必要な吸入圧力低下値ΔＰＳＣは、制御装置２０７に予め登録されている。基準日から半年経過したことから、制御装置２０７は期間Δt＝０．５と演算する。
　制御装置２０７の演算結果から吸込みフィルター２０２のメンテナンス時期を推定する方法を図６のグラフを基に説明する。グラフの縦軸は消耗度Ｆ、横軸は期間t、実線はΔＦ/Δtを示し、吸込みフィルター２０２のメンテナンスが必要な消耗度を１、吸込みフィルター２０２が破損に至る消耗度を１．２とする。
　図６に制御装置２０７が演算した消耗度ΔＦと期間Δtの関係を点線で示す。図６の点線から、消耗度Ｆが１に達するのは、基準日から１年以内であることが推定される。制御装置２０７は、図６のグラフを基にメンテナンスまでの残り運転時間を算出し、表示部２０８にメッセージを表示する。
　図７は、実施例２の表示部２０８に表示されるメッセージの一例を示す図である。図７に示すように、ＭＳＧ２１１には、例えば、部品名「吸込みフィルター」、メンテナンスまでの残り運転時間「４０００ｈ」、メンテナンス時期を延長するためのユーザへの作業指示「清掃、または周囲環境改善」などが表示される。ユーザへの作業指示は、部品毎に制御装置２０７に予め登録されている。
　ユーザは、ＭＳＧ２１１を確認することによって、基準日から１年後のメンテナンスを待たずにメンテナンス実施が必要と判断することができる。これにより、部品の状態に応じて適切な時期にメンテナンスを実施することができる。
　次に、ユーザが、ＭＳＧ２１１の作業指示に従って、周囲環境改善、部品の清掃、設定圧力の変更、運転方式の変更等のメンテナンス時期を延長するための作業を実施した場合の期間Δtにおける吸込みフィルター２０２の消耗度ΔＦの算出方法を以下に示す。
　図８は、実施例２の部品の消耗度Ｆと期間tとの関係の一例を示すグラフである。
　図８では、給油式スクリュー圧縮機２００の導入日から半年後を基準日とし、基準日から半年が経過したものとする。
　ユーザが基準日以降に吸込みフィルター２０２の清掃、または給油式スクリュー圧縮機２００の周囲環境改善を実施したことにより、圧力検出器２０６から検出される吸入圧力ＰＳが基準日から現在までの半年間で－３．５ｋＰａから－５ｋＰａに変化したとすると、制御装置２０７は吸入圧力低下値ΔＰＳ＝－５－（－３．５）＝－１．５と演算する。
　次に、メンテナンスが必要な吸入圧力低下値ΔＰＳＣを－４とすると、制御装置２０７は消耗度ΔＦ＝ΔＰＳ／ΔＰＳＣ＝－１．５／－４＝０．３７５と演算する。メンテナンスが必要な吸入圧力低下値ΔＰＳＣは、制御装置２０７に予め登録されている。基準日から半年経過したことから、制御装置２０７は期間Δt＝０．５と演算する。
　制御装置２０７の演算結果から吸込みフィルター２０２のメンテナンス時期を推定する方法を図８のグラフを基に説明する。グラフの縦軸は消耗度Ｆ、横軸は期間t、実線はΔＦ/Δtを示し、吸込みフィルター２０２のメンテナンスが必要な消耗度を１、吸込みフィルター２０２が破損に至る消耗度を１．２とする。
　図８に制御装置２０７が演算した消耗度ΔＦと期間Δtの関係を点線で示す。図８の点線から、消耗度Ｆが１に達するのは導入日から１年後以降となることが推定される。制御装置２０７は、図８のグラフを基にメンテナンスまでの残り運転時間を算出し、表示部２０８にメッセージを表示する。
　図９は、実施例２の表示部２０８に表示されるメッセージの一例を示す図である。図９に示すように、ＭＳＧ２１２には、例えば、部品名「吸込みフィルター」、メンテナンスまでの残り運転時間「８０００ｈ」、メンテナンス時期を延長するためのユーザへの作業指示「清掃、または周囲環境改善」などが表示される。ユーザへの作業指示は、部品毎に制御装置２０７に予め登録されている。
　ユーザは、ＭＳＧ２１１を確認することによって、導入日から１年後の通常のメンテナンスを実施すればよいと判断することができる。これにより、メンテナンス回数を削減し、メンテナンス費用を軽減することができる。
　なお、本実施例では、演算処理や、処理に応じた表示は制御装置２０７及び表示部２０８で実行する例を説明するが、アンテナ２０９を介して、ネットワーククラウド２１０と通信可能に接続し、演算処理や表示内容の指示をネットワーククラウド２１０上のサーバ３００（図２）等で実行し、表示部２０８に表示させるように構成してもよく、サーバ３００（図２）の表示部に表示するようにしてもよい。
　この場合、制御装置２０７は、圧力検出器２０６から検出される吸入圧力ＰＳをアンテナ２０９を介してサーバ３００へ送信する。ＣＰＵ２０１は、上記の制御装置２０７と同様の演算を行い、ＭＳＧ２１１を表示部２０８に表示する。また、ＣＰＵ２０１は、サーバ３００の表示部にもＭＳＧ２１１を表示しても良い。
　本実施例によれば、制御装置２０７は、圧力検出器２０６から検出される吸入圧力ＰＳに基づいて吸込みフィルター２０２のメンテナンス時期を推定し、メンテナンスまでの残り運転時間を表示部２０８に表示するので、気体圧縮機のＣＢＭ部品のメンテナンス時期を推定し管理することができる。
　また、制御装置２０７は、メンテナンス時期を延長するためのユーザへの作業指示を表示部２０８に表示するので、ユーザが作業を実施することにより、メンテナンス回数を削減し、メンテナンス費用を軽減することができる。
　実施例３に係る圧縮機の構成は、図５と同様である。
　図１０は、実施例３の部品の消耗度Ｆと期間tとの関係の一例を示すグラフである。本実施例のメンテナンス対象部品は、制御装置２０７に組み込まれている電解コンデンサである。
　図１０では、給油式スクリュー圧縮機２００の導入日を基準日とし、基準日から８年が経過したものとする。
　電解コンデンサは、ＴＢＭ部品とした場合通常８年毎のメンテナンスが必要な部品であるが、ＣＢＭ部品として期間Δtにおける電解コンデンサの消耗度ΔＦによりメンテナンス時期を推定することが可能である。
　電解コンデンサの消耗度は主に通電時間に依存するため、電解コンデンサの消耗度ΔＦは、制御装置２０７に記録される電解コンデンサの通電時間tＥから算出することができる。電解コンデンサの消耗度ΔＦの算出方法を以下に示す。
　制御装置２０７に記録される通電時間tＥは、給油式スクリュー圧縮機２００の運転時間に比例し、基準日から現在までの通電時間を４２０００時間とすると、制御装置２０７は通電時間ΔtＥ＝４２０００と演算する。
　次に、メンテナンスが必要な通電時間ΔtＥＣを４８０００とすると、制御装置２０７は消耗度ΔＦ＝ΔtＥ／ΔtＥＣ＝４２０００／４８０００＝０．８７５と演算する。メンテナンスが必要な通電時間ΔtＥＣは、制御装置２０７に予め登録されている。基準日から８年経過したことから、制御装置２０７は期間Δt＝８と演算する。
　制御装置２０７の演算結果から電解コンデンサのメンテナンス時期を推定する方法を図１０のグラフを基に説明する。グラフの縦軸は消耗度Ｆ、横軸は期間t、実線はΔＦ/Δtを示し、電解コンデンサのメンテナンスが必要な消耗度を１、電解コンデンサが破損に至る消耗度を１．２とする。
　図１０に制御装置２０７が演算した消耗度ΔＦと期間Δtの関係を点線で示す。図１０の点線から、消耗度Ｆが１に達するのは、基準日から９年後以降であることが推定される。制御装置２０７は、図１０のグラフを基にメンテナンスまでの残り運転時間を算出し、表示部２０８にメッセージを表示する。
　図１１は、実施例３の表示部２０８に表示されるメッセージの一例を示す図である。図１１に示すように、ＭＳＧ２１３には、例えば、部品名「電解コンデンサ」、メンテナンスまでの残り運転時間「１２０００ｈ」、メンテナンス時期を延長するためのユーザへの作業指示「周囲環境改善」などが表示される。ユーザへの作業指示は、部品毎に制御装置２０７に予め登録されている。
　ユーザは、ＭＳＧ２１３を確認することによって、基準日から８年後のメンテナンスを見送り、９年後にメンテナンス実施を延長可能と判断することができる。これにより、メンテナンス回数を削減し、メンテナンス費用を軽減することができる。
　なお、本実施例では、演算処理や、処理に応じた表示は制御装置２０７及び表示部２０８で実行する例を説明するが、アンテナ２０９を介して、ネットワーククラウド２１０と通信可能に接続し、演算処理や表示内容の指示をネットワーククラウド２１０上のサーバ３００（図２）等で実行し、表示部２０８に表示させるように構成してもよく、サーバ３００（図２）の表示部に表示するようにしてもよい。
　この場合、制御装置２０７は、電解コンデンサの通電時間tＥをアンテナ２０９を介してサーバ３００へ送信する。ＣＰＵ２０１は、上記の制御装置２０７と同様の演算を行い、ＭＳＧ２１３を表示部２０８に表示する。また、ＣＰＵ２０１は、サーバ３００の表示部にもＭＳＧ２１３を表示しても良い。
　本実施例によれば、制御装置２０７は、電解コンデンサの通電時間tＥに基づいて電解コンデンサのメンテナンス時期を推定し、メンテナンスまでの残り運転時間を表示部２０８に表示するので、気体圧縮機のＣＢＭ部品のメンテナンス時期を推定し管理することができる。
　上記実施例１～３では、メンテナンス対象部品として、インタークーラ、吸込みフィルター、電解コンデンサを例に説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は他の部品にも適用可能である。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１００…オイルフリースクリュー圧縮機、１０１…低圧段圧縮機本体、１０２…高圧段圧縮機本体、１０３…フィルター、１０３Ａ…吸込み口、１０４…インタークーラ、１０５…空気配管、１０６…空気配管、１０７…逆止弁、１０８…アフタークーラ、１０９…空気配管、１１０…低圧段放気配管、１１１…低圧段放気配管、１１２…低圧段放気二方弁、１１３…低圧段放気二方弁、１１４…高圧段放気配管、１１５…高圧段放気配管、１１６…高圧段放気二方弁、１１７…高圧段放気二方弁、１１８…圧力検出器、１１９…制御装置、１２０…吐出空気配管、１２１…圧力検出器、１２２…温度検出器、１２３…表示部、１２４…アンテナ、１２５…ネットワーククラウド、１２６…吸込み絞り弁、１２７…ＭＳＧ、２００…給油式スクリュー圧縮機、２０１…圧縮機本体、２０２…吸込みフィルター、２０３…吸込み絞り弁、２０４…油分離タンク、２０５…アフタークーラ、２０６…圧力検出器、２０７…制御装置、２０８…表示部、２０９…アンテナ、２１０…ネットワーククラウド、２１１、２１２、２１３…ＭＳＧ

Claims (12)

  1. 　空気を圧縮する気体圧縮機において、
    　前記気体圧縮機の部品の状態を取得する取得部と、
    　前記状態に基づいて前記部品のメンテナンス時期を推定する処理部と、
    　表示部とを備え、
    　前記処理部は、
    　前記推定したメンテナンス時期を前記表示部に表示する気体圧縮機。
  2. 　請求項１記載の気体圧縮機において、
    　前記処理部は、
    　前記部品のメンテナンス時期を延長するためのユーザへの作業指示を前記表示部に表示する気体圧縮機。
  3. 　請求項２記載の気体圧縮機において、
    　前記処理部は、
    　基準日から現在までの前記部品の状態の変化に基づいて前記メンテナンス時期を推定する気体圧縮機。
  4. 　請求項２記載の気体圧縮機において、
    　前記処理部は、
    　基準日から現在までの前記部品の使用時間に基づいて前記メンテナンス時期を推定する気体圧縮機。
  5. 　空気を圧縮する気体圧縮機の部品保守管理方法において、
    　前記気体圧縮機の部品の状態を取得し、
    　前記状態に基づいて前記部品のメンテナンス時期を推定し、
    　前記推定したメンテナンス時期を表示部に表示する部品保守管理方法。
  6. 　請求項５記載の部品保守管理方法において、
    　前記部品のメンテナンス時期を延長するためのユーザへの作業指示を前記表示部に表示する部品保守管理方法。
  7. 　請求項６記載の部品保守管理方法において、
    　基準日から現在までの前記部品の状態の変化に基づいて前記メンテナンス時期を推定する部品保守管理方法。
  8. 　請求項６記載の部品保守管理方法において、
    　基準日から現在までの前記部品の使用時間に基づいて前記メンテナンス時期を推定する部品保守管理方法。
  9. 　空気を圧縮する気体圧縮機と、前記気体圧縮機と通信可能に接続されたサーバとを備える部品保守管理システムにおいて、
    　前記気体圧縮機は、
    　前記気体圧縮機の部品の状態を取得する取得部を備え、
    　前記サーバは、
    　前記状態に基づいて前記部品のメンテナンス時期を推定する処理部を備え、
    　前記気体圧縮機及び前記サーバの少なくとも一方は、表示部を備え、
    　前記処理部は、
    　前記推定したメンテナンス時期を前記表示部に表示する部品保守管理システム。
  10. 　請求項９記載の部品保守管理システムにおいて、
    　前記処理部は、
    　前記部品のメンテナンス時期を延長するためのユーザへの作業指示を前記表示部に表示する部品保守管理システム。
  11. 　請求項１０記載の部品保守管理システムにおいて、
    　前記処理部は、
    　基準日から現在までの前記部品の状態の変化に基づいて前記メンテナンス時期を推定する部品保守管理システム。
  12. 　請求項１０記載の部品保守管理システムにおいて、
    　前記処理部は、
    　基準日から現在までの前記部品の使用時間に基づいて前記メンテナンス時期を推定する部品保守管理システム。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003091313A (ja) * 2001-09-17 2003-03-28 Hitachi Ltd 圧縮機の遠隔監視システム
WO2020066629A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社日立産機システム 気体圧縮機

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